低热值无烟煤预分解窑上的应用

0 前言

四川筠连西南水泥有限公司，建有一条5000t/d熟料新型干法生产线，于2010年底投产。公司虽地处“煤都”之称的筠连县巡司镇，但却无福享用此地的煤炭资源，靠公司最近的南北两大煤矿主要产电煤，无烟煤收到基热值在3800～4400kcal/kg，全硫在1.2%以下;高热值无烟煤只有云南彝良、昭通、牛街等地才有，但其全硫含量高，最高达到5.5%，单独使用这两种煤炭既不经济又不可行。

宜宾地区的煤炭大部分是低热值无烟煤，且价格较烟煤低，低热值无烟煤因其燃烧特性的影响，限制了低热值无烟煤在水泥行业中的广泛应用。然而，我公司在项目建设期就有利用无烟煤煅烧熟料的想法。投产后，公司从就地取材的角度出发，充分利用当地资源，降低水泥生产成本，大胆使用低热值无烟煤煅烧水泥熟料，经过两年试验、实践和探索，逐渐掌握了回转窑煅烧低热值无烟煤的技术，并积累了较好的经验。

1 低热值无烟煤

低热值无烟煤具有挥发分含量低，着火较困难，燃烧速度慢，不易燃尽，燃烧火焰较长等燃烧特性，要较好地利用低热值无烟煤煅烧熟料，降低对回转窑系统的负面影响，主要是根据低热值无烟煤挥发分含量低(见表1)，着火较困难，燃烧速度慢，不易燃尽，燃烧火焰较长的特性，为低热值无烟煤的燃烧创造良好的燃烧环境。低热值无烟煤良好的燃烧环境就是较高的燃烧温度和低热值无烟煤改性。

2 使用低热值无烟煤的技术措施

2.1 固化篦冷机的“0”压区

在窑头AQC锅炉排风机、高温风机、煤磨引风机的抽力作用下，篦冷机内存在相对的“0”压区。如果增加窑头排风机抽风量或料层厚度，会使高温段冷却风机出风量减小，“0”压区将会前移(向窑头方向)，则二次风量下降，窑头负压增大;降低窑头排风机抽风量或料层厚度，会使高温段冷却风机风量增大，“0”压区将会后移，则二次风温下降风量增大，窑头负压减小。所以在操作中如何稳定“0”压区，以及“0”压区在篦冷机中的位臵确定，对于保证足够量的高温二次风是非常关键的。为了降低操作人员的因数对二次稳定行的影响，我公司在篦冷机高温区和中温区处增设隔墙。有效地保证了二次风温的稳定。

表1 低热值无烟煤工业分析(kcal/kg)

2.2 调整高温区风机的叶片角度和叶片数量

我公司使用的是成都设计院新开发的“S”型第四代篦式冷却机，其物料的输送靠推料棒和气力共同作用。在试生产初期，为了提高入窑和入炉的风温，把高温段的料层控制在800～900mm厚，明显发现篦下室压力超过控制参数，熟料移动缓慢，油压系统压力超高，推雪人装臵处明显积料，风机的电流偏低，只能达到电机额定电流的70左右，二次风温也只有900℃左右，风温明显偏低。经过分析确认，高温段风机的风压偏低，无法把熟料吹成沸腾状，冷却风和熟料无法进行良好的热交换。为了改变这种状况，决定更换高温段的风机叶轮，风机叶轮尺寸不变，调大风机叶轮的角度，增加叶轮的片数。通过对高温段风机叶轮的改造，投入到生产运行中去，风机电流基本达到满负荷，入窑二次风温明面提高，由原先的900℃提高1070℃左右，为低热值无烟煤的煅烧创造了较好燃烧环境。

2.3 提高二、三次风温

我公司窑头排风机出口的废气温度在120℃左右，为了有效地利用这部分余热，通过技改，在窑头排风机出口处安装一条管道(为了防止管道热损失，管道一定要进行保温)，把窑头废气热风引入高温段冷却风机的入口，作为高温段熟料的冷却介质。提高了冷却风的升温速率，同时也有效地提高了二次风温50℃左右。

2.4 掺入适当比例的酒糟，对低热值无烟煤进行改性

酒糟含水量60左右，酒糟里面含有大量的稻谷壳，酒糟在烘干后，着火点低，挥发分高(见表2)，升温达到燃点(300～400℃)后能快速燃烧，酒糟与低热值无烟煤搭配使用后，能起到对低热值无烟煤的改性作用，使低热值无烟煤的燃烧速度有较明显的提高。

工业分析数据(%) 热值(kcal/kg)编号 名称分析分析热值A1 酒糟 62.4 8.37 12.12 64.6 0.39 1988收到水分 水分 灰分 挥发分 全硫 收到热值5708 A2 酒糟 68.6 9.5 9.85 65.1 0.17 1606 5760

酒糟含水量60%左右，酒糟里面含有大量的稻谷壳。酒糟在烘干后，着火点低，挥发分高，升温达到燃点(300～400℃)后能快速燃烧，酒糟与低热值无烟煤搭配使用后，

2.5 控制煤粉细度

细度对无烟煤燃烧是至关重要的。煤粉的细度越细，其燃尽温度越低，燃尽时间越短，合理地提高煤粉细度可以弥补因挥发分低带来的燃烧差异。回转窑内燃烧是扩散控制过程，煤粉燃烬的时间正比于颗粒直径的二次，而分解炉内燃烧是化学反应过程占主导地位，燃烬时间比于颗粒直径，所以增加细度对前者影响大于对后者的影响。为了克服低热值无烟煤的缺陷，在粉煤的质量控制指标中，尽量把低热值无烟煤的细度控制在1.2以内(80μm筛余量)。

3 结束语

利用低热值无烟煤煅烧水泥熟料是可行的。通过以上的技术措施，利用4600～4800kJ/kg的低热值无烟煤煅烧水泥熟料，能确保回转窑产能的发挥，能煅烧出优质的熟料质量，熟料3d、28d抗压强度分别达30MP、58MPa以上。且比用高热值无烟煤年节约2000万元，比使用有烟煤年节约3000万元。